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AVIS D’EXPERTS DE L’AFTES GT9/AFTES’ EXPERT’ REPORT - WG No. 9

220 M TUNNELS ET ESPACE SOUTERRAIN - n°225 - Mai/Juin 2011

Rappel du principe d’étanchéité des

voussoirs des tunnels forés.

Ces joints sont mis en œuvre dans les

tunnels forés, dont le revêtement est

constitué de voussoir préfabriqués en

béton.

Trois types de joints peuvent être utili-

sés pour assurer cette étanchéité rela-

tive :

• Joint compressible en élastomère.

• Joint hydroexpansif.

• Joint mixte associant à un joint com-

pressible un matériau hydroexpansif,

généralement rapporté sur la “table”

du joint compressible.

Ces joints peuvent être mis en œuvre

seuls, en principe à proximité de l’ex-

trados du voussoir, ou en association,

généralement du type joint compres-

sible / joint hydroexpansif.

Les possibilités de mise en œuvre de

ces joints sont définies ci-après :

• Simple barrière d’étanchéité avec un

des trois joints :

- Joint compressible

- Joint mixte

- Joint hydroexpansif

• Double barrière d’étanchéité en

associant deux joints :

- Joint compressible associé à un

joint hydroexpansif

- Joint compressible associé à un

autre joint compressible

La double barrière est généralement

mise en œuvre lorsque le tunnel est

foré dans un terrain aquifère, présen-

tant des pressions hydrostatiques plus

ou moins importantes.

Reminder of the waterproofing prin-

ciple for bored tunnel segments.

These joints are used in bored tun-

nels where the casing takes the form

of prefabricated concrete segments.

Three types of joints can be used to

provide this relative waterproofing:

• Compressible elastomer joint

• Hydroexpansive joint

• Combined joint associating a

hydroexpansive material with a

compressible joint, generally added

to the compressible joint “table”.

These joints can be used either

alone, in principle next to the upper

surface of the segment, or in asso-

ciation, generally using a compressi-

ble joint / hydroexpansive joint.

The installation possibilities for these

joints are defined below:

• Single waterproofing barrier with

one of three joints:

- Compressible joint

- Combined joint

- Hydroexpansive joint

• Double waterproofing barrier asso-

ciating two joints:

- Compressible joint associated

with a hydroexpansive joint

- Compressible joint associated

with another compressible joint

The double barrier is generally used

when the tunnel is being bored

through water-bearing soil presen-

ting more or less important levels of

hydrostatic pressure.

Tunnels forés Etanchéité des voussoirs en béton par joints hydroexpansifs

Bored tunnels Waterproofing of concrete segments

using hydroexpansive joints

Procédés ou produits d’étanchéité innovants / Innovative waterproofing processes or products

M Jean-Louis MAHUET (EGIS Rail)Animateur du GT n°9 / Work Group no. 9 leader

M

Les deux avis d’experts présentés concernent des joints hydro-expansifs mis en œuvre sur les quatre côtés d’un voussoir pourassurer l’étanchéité d’un tunnel foré.

The two expert assessments presented concern hydroexpansivejoints used on the four sides of a segment to ensure the water-proofing of a bored tunnel.

Joint Hydro-expansifou compressible

Hydroexpansive orcompressible joint

Joint Hydro-expansif

Hydroexpansive joint

Joint compressible

Compressible joint

Simple barrière d’étanchéité

Single waterproofing barrier

Double barrière d’étanchéité

Double waterproofing barrier

Principe de pose des joints de voussoirs en simple ou double barrière d’étanchéité.Installation principle for single and double segment waterproofing barrier joints.

220a229-AVIS D'EXPERT_Mise en page 1 24/06/11 11:35 Page220

221

M

TUNNELS ET ESPACE SOUTERRAIN - n°225 - Mai/Juin 2011

1 - Présentation sommaire-des joints d’étanchéité-de voussoirs-

1.1 - Joint compressible en élastomère

Ce procédé de joint d’étanchéité com-

prend :

• Une colle d’accrochage mise en

œuvre au pinceau ou au pistolet

dans l’engravure du voussoir.

• Un joint manufacturé à base d’élas-

tomère (E.P.D.M) dont la géométrie

est définie par les contraintes du pro-

jet. Le joint est livré sous forme de

cadre préfabriqué et assemblé en

usine.

Exigences générales demandées

au joint compressible

- Etanchéité à l’eau,

- Adhérence au support pendant la

mise en œuvre des voussoirs,

- Résistance à la traction (allongement

et contrainte à la rupture),

- Comportement au contact de l’eau

- Maintien d’une force de compression

après relaxation, calculée pour la

durée de vie de l’ouvrage.

Spécifications

Lors de la prochaine publication du Fas-

cicule 67 – Titre III du CCTG, le concep-

teur pourra se reporter au référentiel 6.1

du Guide pour l’instruction des deman -

des d’Avis Technique CETU, en vigueur.

A titre d’exemple les principales carac-

téristiques physico-mécaniques, sus-

ceptibles d’être spécifiées pour les

joints compressibles, sont les sui-

vantes :

1.2 - Joint hydroexpansif


prend :




• Un joint manufacturé multi-maté-

riaux (hydrogonflant/hydrogonflant

ou hydrogonflant/élastomère clas-

sique) dont la géométrie est définie

par les contraintes du projet. Le joint

peut être livré sur chantier, soit sous

forme de rouleau collé et rabouté sur

le site, soit sous forme de cadres ou

de “bracelets” préfabriqués en

usine. En cas de stockage en plein

air, il doit être protégé de la pluie

avant mise en œuvre dans le tunnel.


au joint hydroexpansif

- Etanchéité à l’eau,



- Résistance à la traction,

- Comportement au contact de l’eau

- Maintien d’une force de réaction pen-

dant la durée de vie de l’ouvrage.

Spécifications

Lors de la prochaine publication du Fas-

cicule 67 – Titre III du CCTG, le concepteur

pourra se reporter au référentiel 6.2 du

Guide pour l’instruction des demandes

d’Avis Technique CETU, en vigueur.

Ces spécifications étant, à la date de

rédaction du présent article, en cours

d’élaboration, aucun exemple de spé-

cifications des caractéristiques phy-

sico-mécaniques ne peut être proposé

pour l’instant au concepteur.

1 - Brief presentation-of the segment-waterproofing joints-

1.1 - Compressible elastomer joint

This waterproofing joint method

includes:

• A bonding glue applied by brush or

pistol in the segment chase,

• A manufactured elastomer based

joint (E.P.D.M) whose geometry is

defined by the project constraints.

The joint is delivered in the form of

a factory-assembled prefabricated

frame.

General requirements to be met by

the compressible joint

- Waterproofing,

- Bonding to the support during the

installation of the segments,

- Tension resistance (elongation and

tensile strength),

- Behaviour on contact with water

- Continuing compressive force after

relaxation, calculated for the ser-

vice life of the structure.

Specifications

On publication of the next Fascicule

67 – Titre III of the CCTG (issue 67 –

Title III of the general technical spe-

cifications), the designer will be able

to refer to reference 6.1 of the Guide

for instructions in force concerning

CETU technical assessments.

For example, the main physico-

mechanical properties that could be

specified for compressible joints are

as follows:

1.2 - Hydroexpansive joint

This waterproofing joint method includes:


pistol in the segment chase

• A multi-component manufactured

joint (water swelling/water swel-

ling or water swelling/ standard

elastomer) whose geometry is defi-

ned by the project constraints. The

joint can be delivered on site, either

in the form of a roll that is glued

and laid end to end on site, or in the

form of factory prefabricated

frames or “bracelets”. If stored out-

side, it must be protected from rain

prior to being used in the tunnel.


a hydroexpansive joint:

- Waterproofing,



- Tension resistance,

- Behaviour on contact with water,

- Continuing reaction force during the

service life of the structure.

Specifications


67 – Titre III du CCTG (issue 67 – Title

III of the general technical specifica-

tions), the designer may refer to refe-

rence 6.2 of the Guide for the

instructions in force concerning CETU

technical assessments.

As these specifications are currently

being prepared on the date of publi-

cation of the present article, no exam-

ple of specifications for the

physico-mechanical properties can

currently be proposed to the designer.

AVIS D’EXPERTS DE L’AFTES/AFTES’ EXPERT’ REPORTProcédés ou produits d’étanchéité innovants / Innovative waterproofing processes or products

Désignation des essais Spécifications Normes

Dureté nominale DIDC 60 à 90 ±5 ISO 48

Résistance à la traction > 9 MPa ISO 37

Allongement à la rupture > 175 % ISO 37

Déformation rémanente après compression

≤ 20 % (72 h 00 à 23 °C)≤ 25 % (24 h 00 à 70 °C)

ISO 815

Résistance à l’ozone Aucune craquelure visible à l’œil ISO 1431-1

Test designation Specifications Standards

Nominal DIDC hardness 60 to 90 ±5 ISO 48

Tension resistance > 9 MPa ISO 37

Ultimate elongation > 175 % ISO 37

Residual deformation after compression

≤ 20 % (72:00 at 23 °C)≤ 25 % (24:00 at 70 °C)

ISO 815

Ozone resistance No visible cracking ISO 1431-1

Tableau n°1 : Exemple de spécifications pour les joints compressibles. Table no.1: Example of specifications for compressible joints.



1.3 - Joint mixte


prend :




• Un joint manufacturé à base d’élas-

tomère (E.P.D.M) dont la géométrie

est définie par les contraintes du pro-

jet. En partie supérieure ce joint

reçoit un matériau hydroexpansif. Le

joint est livré sous forme de cadre

préfabriqué et assemblé en usine.


pour les joints mixtes

- Etanchéité à l’eau



- Résistance à la traction,

- Comportement au contact de l’eau,

- Maintien d’une force de relaxation

pendant la durée de vie de l’ouvrage.

Spécifications

Lors de la prochaine publication du

Fascicule 67 – Titre III du CCTG, le

concepteur pourra se reporter au réfé-

rentiel 6.3 du Guide pour l’instruction

des demandes d’Avis Technique CETU,

en vigueur.

Ces spécifications étant, à la date de

rédaction du présent article, en cours

d’élaboration, aucun exemple de spé-

cifications des caractéristiques phy-

sico-mécaniques ne peut être proposé

pour l’instant au concepteur.

1.3 - Combined joint

This waterproofing joint method

includes:


pistol in the segment chase,

• An elastomer based joint (E.P.D.M)

whose geometry is defined by the

project constraints. The upper area

of this joint shall receive a hydro-

expansive material. The joint is

delivered in the form of a factory

assembled prefabricated frame.


combined joints

- Waterproofing,



- Tension resistance,

- Behaviour on contact with water,

- Continuing reaction force during the

service life of the structure.

Specifications


67 – Titre III du CCTG (issue 67 – Title

III of the general technical specifica-

tions), the designer may refer to refe-

rence 6.3 of the Guide for the

instructions in force concerning CETU

technical assessments.

As these specifications are currently

being prepared on the date of publi-

cation of the present article, no

example of specifications for the

physico-mechanical properties can

currently be proposed to the des-

igner.

1 - Présentation-du procédé d’étanchéité-

Le 14 octobre 2009, la filiale française

de la Société PDT Profiles, PHOENIX

Dichtungstechnik Gmbh, a sollicité

auprès du GT n°9 une demande d’at-

tribution d’un « Avis d’Experts procédés

ou produits d’étanchéité innovants ».

Cette demande s‘applique à un joint

manufacturé hydroexpansif BLACK-

SWELL M389 13, utilisé pour l’étan-

chéité des voussoirs béton mis en

œuvre dans le cas de tunnels forés

mécaniquement.

Domaines d’utilisationrevendiqués par le jointhydroexpansif BLACKSWELLM389 13

Cette demande concerne les deux cas

de mis en œuvre qui seront prévus par

le Fascicule 67 – titre III, actuellement

en cours de révision :

• Etanchéité par simple barrière, avec

la mise en œuvre du joint BLACK-

1 - Presentation of-the waterproofing method-

On 14 October 2009, the French sub-

sidiary of the PDT Profiles company,

PHOENIX Dichtungstechnik Gmbh,

submitted a request to Work Group

no. 9 for the attribution of an “expert

assessment of innovative waterproo-

fing methods or products”.

This request concerns the BLACK-

SWELL M389 13 manufactured

hydroexpansive joint used to water-

proof concrete segments in mecha-

nically bored tunnels.

Areas of use claimed by theBLACKSWELL M389 13hydroexpansive joint

The request concerns the two use

situations that will be covered by

Fascicule 67 – titre III, which is cur-

rently being revised:

• Waterproofing by a single barrier,

with the sole use of the BLACKSWELL

Procédés ou produits d’étanchéité innovants / Innovative waterproofing processes or productsAVIS D’EXPERTS DE L’AFTES GT9/AFTES’ EXPERT’ REPORT - WG No. 9 M

Joint hydroexpansif Blackswell d’étanchéité des voussoirs

Blackswell hydroexpansive joint for segment waterproofing

AVIS D’EXPERTS DE L’AFTES / AFTES’ EXPERT’ REPORT


223

M


SWELL M389 13 seul sur les 4

faces du voussoir,

• Etanchéité par double barrière, avec

la mise en œuvre du joint BLACK-

SWELL M389 13 associé, sur les 4

faces du voussoir à un joint d’étan-

chéité compressible, du type EPDM.

Les ouvrages concernés sont les sui-

vants :

• Tunnels forés mécaniquement, avec

voussoirs béton, de transport routier

et ferroviaire.


voussoirs béton, de transport hy -

draulique.

Présentation du joint hydroexpansif BLACKSWELLM389 13

Le joint hydroexpansif BLACKWELL

MP389 13 se présente sous forme de

cadres vulcanisés aux 4 angles, fabri-

qués aux dimensions de chaque vous-

soir et repérés individuellement. Il est

composé de caoutchouc synthétique du

type EPDM et de charges hydrophiles.

Ses dimensions sont de 20 mm de lar-

geur et de 5 mm d’épaisseur totale.

Il est collé dans une engravure, prévue

à cet effet au niveau des 4 faces du

voussoir à l’aide d’une colle mastic

FP75 à base de caoutchouc synthé-

tique.

Cette colle est obtenue à partir de

caoutchouc synthétique, du type Sty-

rène et présente un haut degré de vis-

cosité grâce à l’emploi d’une faible

quantité de solvants organiques sans

halogène.

Les caractéristiques de cette colle sont

les suivantes :

• Densité : 1.20 g/cm3

• Viscosité : environ 1.10 mPa.s

• Taux de matières solides :

environ 78 %

• Consommation moyenne :

environ 200 à 300 g/m2

• Températures de mise en œuvre :

+ 5°C à +35°C

La colle se présente sous forme de

tubes souples de 600 ml. La mise en

œuvre peut se faire soit à l’aide d’un

pistolet manuel (photo n°2), soit à

l’aide d’un pistolet pneumatique ou à

commande électrique (photo n°3).

Les caractéristiques physico-mécaniques du joint

Les caractéristiques physico-méca-

niques ont été déterminées à l’aide des

essais figurant dans le futur référentiel

technique de l’Avis Technique CETU,

dont la parution est prévue courant

2 eme semestre 2011.

• Dureté Shore A - ISO 7619 : 58

• Densité - ISO 37 : 1.18 g/cm3

• Résistance à la rupture - ISO 37 :

5.2 MPa

• Allongement à la rupture - ISO 37 :

651 %

• Gonflement à 24H00 - ISO 815 B :

148 %


271 %


397 %

M389 13 joint on the four faces of

the segment,

• Waterproofing by double barrier,

with the use of the BLACKSWELL

M389 13 joint on the four faces of

the segment associated with an

EPDM type compressible water-

proofing joint.

The works concerned are as follows:

• Mechanically bored tunnels, with

concrete segments, for road and

rail transport.


concrete segments, for hydraulic

transport.

Presentation of the BLACKSWELL M389 13hydroexpansive joint

The BLACKWELL MP389 13 hydroex-

pansive joint takes the form of

frames vulcanised on their four

angles, manufactured to the dimen-

sions of each segment and indivi-

dually referenced. The joint comprises

EPDM type synthetic rubber and

hydrophilic extenders.

The joint is 20 mm wide and has a

total thickness of 5 mm.

It is glued in a chase provided for this

purpose located on the four faces of

the segment using a synthetic rubber

based FP 75 mastic glue.

The glue is obtained from Styrene

type synthetic rubber and has a high

level of viscosity thanks to the use of

a small quantity of halogen-free

organic solvents.

The properties of this glue are as fol-

lows:

• Density : 1.20 g/cm3

• Viscosity : approximately 1.10 mPa.s

• Level of solids : approximately 78%

• Average consumption :

approximately 200 to 300 g/m2

• Application temperature :

+ 5°C to +35°C

The glue is presented in the form of

flexible 600 ml tubes. Application is

carried out using a manual pistol

(photo no.2), or a pneumatic or elec-

trically controlled pistol (photo no.3).

The physico-mechanicalproperties of the joint

The physico-mechanical properties

were determined using the tests to

be published in the future technical

reference to be included in the CETU

Technical Assessment which will be

published in the second half of 2011.

• Shore A hardness - ISO 7619 : 58

• Density - ISO 37 : 1.18 g/cm3

• Ultimate strength - ISO 37 :

5.2 MPa

• Ultimate elongation - ISO 37 :

651 %

• Swelling at 24H00 - ISO 815 B :

148 %

• Swelling at 48H00 – ISO 815 B :

271 %

• Swelling at 72H00 – ISO 815 B :

397 %


Schéma du joint hydroexpansifBLACKSWELL M389 13 /Diagram of the BLACKSWELLM389 13 hydroexpansive joint.

Ph 1 - Joint hydroexpansif BLACKSWELL /BLACKSWELL hydroexpansive joint.

© E

GIS

Rail

Ph. 2 - Mise en œuvre manuelle de la colle FP75 / BLACKSWELL hydroexpansive joint.

Ph. 3 - Pistolet électrique de mise enœuvre de la colle FP75 / Electric pistol forapplication of the FP75 glue.

20 mm

5 m

m



2 - Essais laboratoire et-chantier test-

Conformément à la procédure établie

pour la délivrance d’avis d’experts, les

essais et tests suivants ont été réalisés :

a) Essais et tests des recommanda-

tions de l’AFTES relatives à « l’étan-

chéité des tunnels en voussoirs par

joints hydrogonflants – Procédures

d’évaluation et de contrôle qualité

des joints » - TOS n° 151 de 1998.

b) Réalisation d’un chantier test réalisé

à l’usine STRADAL de BEAUCAIRE.

Cet essai de mise en œuvre a été

fait en présence de représentants

de la commission le 18 mai 2010.

2.1 - Essais complémentairesréalisés en laboratoire

Les essais complémentaires, deman-

dés par la commission “Avis d’Experts

AFTES” du GT n°9, concernaient

essen tiellement le comportement du

joint après vieillissement accéléré pen-

dant 100 jours à 110°C.

La procédure de cet essai figure dans

le T.O.S n°151 de 1998.

Les échantillons de joint ont été préala-

blement conditionnés par 10 cycles de :

• 3 jours de gonflement dans l’eau de

ville à température ambiante.

• 4 jours de séchage à l’air libre à tem-

pérature ambiante.

Les échantillons ont ensuite été mis en

enceinte climatique durant 100 jours

à 110°C.

Après cette durée de vieillissement et

conformément aux recommandations

de l’AFTES (T.O.S n°151) les caracté-

risations suivantes du joint après vieil-

lissement ont été vérifiées :

• Force de réaction moyenne après

336 heures (eau pH 7) : 296 N

• Force de réaction moyenne après

336 heures (eau pH 12) : 127 N

• Test d’étanchéité : mesure de la pres-

sion maximale de fuite : pour les 2

essais réalisés de 11,5 à 13,5 bars.

2.2 - Réalisation du chantier test

Ce chantier test a été réalisé avec la

collaboration de Chantiers Modernes

Rhône-Alpes, mandataire du Groupe-

ment de réalisation du prolongement de

la Ligne B du métro de Lyon à Oullins.

Il s’est déroulé le 18 mai 2010 dans

l’usine de préfabrication de STRADAL

à BEAUCAIRE - 30.

L’essai de pose a été réalisé à partir

de 14 h 20 par un démonstrateur de

la société PDT.

Le joint BLACKSWELL se présente

sous forme d’un cadre préfabriqué

avec ses quatre angles vulcanisés en

usine. La longueur de cadre testée était

celle d’un voussoir standard de 9,40 m

de périmètre.

La procédure de mise en œuvre a été

la suivante :

• Etalement du cadre pour libérer les

tensions internes dues au pliage du

caoutchouc,

• Application de la colle mastic dans

l’engravure à l’aide d’un pistolet

manuel, en un cordon de 6 à 8 mm

d’épaisseur,

2 - Laboratory tests and-operational test-

In compliance with the procedure

established for the issuing of an

expert assessment, the following

tests were carried out:

a) Testing of AFTES recommendations

concerning “the waterproofing of

segment tunnels using hydrophilic

swelling joints – Evaluation proce-

dures and quality control of joints”

- TOS no. 151 in 1998.

b) Carrying out of an operational test in

the STRADAL de BEAUCAIRE plant.

This operational test took place in

the presence of commission repre-

sentatives on 18 May 2010.

2.1 - Additional laboratory tests

The additional tests requested by the

“AFTES expert assessment” com-

mission of Work Group no.9 essen-

tially concerned the behaviour of the

joint following accelerated ageing

over a 100 day period at 110°C.

The test procedure is given in T.O.S

no.151 dated 1998.

The joint samples were first conditio-

ned by 10 cycles of:

• 3 days of swelling in town supply

water at an ambient temperature,

• 4 days of drying in the open air at

an ambient temperature.

The samples were then placed in a

climatic condition reproducer for 100

days at 110°C.

Following this ageing period and in

compliance with AFTES recommen-

dations (T.O.S no.151), the following

characterisations of the joint after

ageing were verified:

• Average reaction power after 336

hours (water pH 7): 296 N


hours (water pH 12): 127 N

• Waterproofing test: measurement

of the maximum leak pressure: for

the two tests carried out at 11.5 to

13.5 bars.

2.2 - Operational test

The operational test was carried out

with assistance from Chantiers

Modernes Rhônes-Alpes, lead con -

tractor of the Group responsible for

the extension of line B of the Lyon

metro in Oullins.

It took place on 18 May 2010 in the

STRADAL prefabrication factory in

Beaucaire.

The installation test was carried out

as from 14h20 by a PDT demonstra-

tor.

The BLACKSWELL joint takes the

form of a prefabricated frame with its

corners vulcanised in the factory. The

length of the tested frame was that

of a standard segment with a 9.40 m

perimeter.

The installation procedure was as

follows:

• Spreading of the frame to release

internal tension resulting from folds

in the rubber,

• Application of the mastic glue in

the chase, using a manual pistol, in


Ph. 4 - Test d’étanchéité après vieillissement. / Waterproofing test after ageing.

Ph. 5 - Chantier test du 18/05/2010 / Operational test on 18/05/2010.

© P

DT©

EGI

S Ra

il


225

M


• Etalement du cordon à la spatule

pour former un film uniforme dans

l’engravure,

• Installation du joint cadre en com-

mençant par le positionnement des

4 angles vulcanisés,

• Repositionnement du joint en lon-

gueur courante et marouflage à

l’aide d’une roulette, type tapissier.

La mise en œuvre du joint cadre, d’une

longueur périmétrique de 9,40 m, a

duré 9 à 10 minutes. Après 10 et 30

mm de collage il n’a pas été constaté

notamment de décollement du joint au

niveau des angles du voussoir. Le

chantier test a été jugé positif.

Depuis la réalisation du chantier test

de mai 2010, la société PDT a simplifié

la mise en œuvre de son joint hydro-

expansif, notamment par l’utilisation

d’une buse adaptée aux dimensions de

l’engravure (plus besoin d’étaler la

colle), ce qui supprime également le

marouflage du joint collé (ph. n°6 et 7).

La procédure de mise en œuvre du

joint BLACKSWELL est la suivante :

• Etalement du cadre pour libérer les

tensions internes dues au pliage du

caoutchouc,

• Application de la colle mastic dans

l’engravure à l’aide d’un pistolet

manuel, ou à commande assistée

électrique ou pneumatique,

• Utilisation d’une canule adaptée à

l’engravure pour former un film uni-

forme,

• Installation du joint cadre en com-

mençant par le positionnement des

4 angles vulcanisés,


gueur courante par pressage manuel.

the form of a 6 to 8 mm wide bead,

• Spreading of the bead using a

spatula to create a uniform film in

the chase,

• Installation of the frame joint,

beginning with the positioning of

the four vulcanised corners,

• Repositioning of the joint along

uniform lengths and spreading

using a carpet layer’s type of roller.

The installation of the frame joint,

with a perimeter length of 9.40 m,

took 9 to 10 minutes. After 10 and 30

minutes of gluing, no joint peeling

was noted around the segment cor-

ners. The operational test was judged

to be positive.

Since the operational test carried out

in May 2010, PDT has simplified the

installation of its hydroexpansive

joint, particularly through the use of

a nozzle adapted to the dimensions

of the chase (no more need to spread

the glue). This also means that the

smoothing of the glued joint is no lon-

ger necessary (photos no.6 and 7).

The procedure for installing the

BLACKSWELL joint is as follows:

• Spreading of the frame to release

internal tension resulting from folds

in the rubber,

• Application of the mastic glue in the

chase using a manually, electrically

or pneumatically controlled pistol,

• Use of a nozzle adapted to the

chase to form a uniform film,

• Installation of the frame joint


the four vulcanised corners,

• Repositioning of the standard

length joint by manual pressure.


Ph. 6 - Application de la colle avec une buse adaptée /

Application of the glue using an adapted nozzle.

Ph. 7 - Pressage manuel du joint /Manual pressing of the joint.

© P

DT

3 - AFTES Work Group no. 9-assessment-

During its meeting held 3 March 2011, Work Group no. 9 gave the following

assessment:

Work Group no. 9 of the French Tunnelling and Underground Space Association

(Association Française des Tunnels et de l’Espace Souterrain - AFTES) gives a favou-

rable assessment concerning the use of the BLACKSWELL M389 13 hydroexpansive

joint for waterproofing the concrete segments in mechanically bored tunnels.

This AFTES expert assessment covers the following uses:

• Waterproofing by a single barrier, with the exclusive use of the BLACKSWELL

M389 13 joint on the four faces of the segment,

• Waterproofing by double barrier, with the use of the BLACKSWELL M389

13 joint on the four faces of the segment associated with an EPDM type

compressible waterproofing joint.

This AFTES expert assessment covers the following underground works:

• Mechanically bored tunnels, with concrete segments, for road and rail trans-

port

• Mechanically bored tunnels, with concrete segments, for hydraulic transport.

The storage and use of the BLACKSWELL M389 13 hydroexpansive joint shall

comply with PDT installation recommendations.t

3 - Avis du GT n°9 de l’AFTES-

Lors de sa réunion du 3 mars 2011, le Groupe de Travail n°9 a donné l’avis

suivant :

Le Groupe de Travail n°9 de l’association Française des Tunnels et de l’Espace

Souterrain (AFTES) émet un avis favorable à l’utilisation du joint hydroexpansif

BLACKSWELL M389 13 pour l’étanchéité des voussoirs béton mis en œuvre dans

le cas de tunnels forés mécaniquement.

Cet Avis d’Experts AFTES couvre les utilisations suivantes :

• Etanchéité par simple barrière, avec la mise en œuvre du joint BLACKSWELL

M389 13 seul sur les 4 faces du voussoir,

• Etanchéité par double barrière, avec la mise en œuvre du joint BLACKSWELL

M389 13 associé, sur les 4 faces du voussoir à un joint d’étanchéité com-

pressible, du type EPDM.

Cet Avis d’Experts AFTES couvre les ouvrages souterrains suivants:

• Tunnels forés mécaniquement, avec voussoirs béton, de transport routier et

ferroviaire

• Tunnels forés mécaniquement, avec voussoirs béton, de transport hydraulique.

Le stockage et la mise en œuvre du joint hydroexpansif BLACKSWELL M389

13, devra être réalisé conformément au cahier de pose de la Société PDT. t



1 - Présentation du procédé-d’étanchéité-

Le 11 février 2010, la Société DE NEEF

FRANCE, a sollicité auprès du GT n°9

une demande d’attribution d’un « Avis

d’Experts procédés ou produits d’étan-

chéité innovants ».

Cette demande s‘applique à un joint

manufacturé hydroexpansif SWELL-

SEAL 3 V, type S, utilisé pour l’étan-

chéité des voussoirs béton mise en

œuvre dans le cas de tunnels forés

mécaniquement.

Domaines d’utilisationrevendiqués par le jointhydroexpansif SWELLSEAL 3 V

Cette demande concerne les deux cas

de mis en œuvre qui seront prévus par

le Fascicule 67 – titre III, actuellement

en cours de révision :

• Etanchéité par simple barrière, avec

la mise en œuvre du joint SWELL-

SEAL 3 V seul sur les 4 faces du

voussoir,

• Etanchéité par double barrière, avec

la mise en œuvre du joint SWELL-

SEAL 3 V associé, sur les 4 faces du

voussoir à un joint d’étanchéité com-

pressible, du type EPDM.

Les ouvrages concernés sont les

suivants :


voussoirs béton, de transport routier

et ferroviaire.


voussoirs béton, de transport

hydraulique.

Présentation du joint hydroexpansif SWELLSEAL 3 V, type S

Le joint hydroexpansif SWELLSEAL 3

V, type S est fabriqué par DE NEEF

CONCHEM en Belgique. Il se présente

soit sous forme de rouleau de 15 m, la

longueur du joint étant ensuite décou-

pée en fonction de celle du périmètre

du voussoir, soit sous forme de « bra-

celet », fabriqué aux dimensions de

chaque voussoir et repérés individuel-

lement. Il est composé de caoutchouc

synthétique et d’une résine hydrophile.

Ses dimensions sont de 20 mm de lar-

geur et de 5 mm d’épaisseur totale.

1 - Presentation of-the waterproofing process-

On 11 February 2010, the DE NEEF

FRANCE Company requested the

attribution of an “Expert assessment

for innovative waterproofing methods

or products” from Work Group no. 9.

This request concerned the SWELL-

SEAL 3 V type S manufactured hydro-

expansive joint used to waterproof

the concrete segments used in the

construction of mechanically bored

tunnels.

Areas of use claimed by the SWELLSEAL 3 V hydroexpansive joint

The request concerns the two instal-

lation situations that will be covered

by Fascicule 67 – titre III, currently

being revised:

• Waterproofing by single barrier,

with the sole use of the SWELL-

SEAL 3 V joint on all four faces of

the segment.

• Waterproofing by double barrier,

with the use of the SWELLSEAL 3

V joint associated with an EPDM

type compressible waterproofing

joint on all four faces of the seg-

ment.

The works concerned are as follows:


concrete segments, for road and

rail transport


concrete segments, for hydraulic

transport.

Presentation of the SWELLSEAL 3 V type Shydroexpansive joint

The SWELLSEAL 3 V type S hydroex-

pansive joint is manufactured by DE

NEEF CONCHEM in Belgium. It takes

the form of either a 15 m roll, with

the joint length then being cut to

match the length of the segment

perimeter, or “bracelets” manufactu-

red to the dimensions of each seg-

ment and individually referenced. It

is manufactured from a synthetic

rubber and a hydrophilic resin.

The roll is 20 mm wide and has a

total thickness of 5 mm.


Joint hydroexpansif Swellseal 3 V - Type Sd’étanchéité des voussoirs

Swellseal 3 V - Type S segment waterproofing hydroexpansive joint

AVIS D’EXPERTS DE L’AFTES / AFTES’ EXPERT’ REPORT


227

M


Il est collé dans une engravure, prévue

à cet effet au niveau des 4 faces du

voussoir à l’aide d’une colle SWELL-

SEAL Adhesive P à base de polychlo-

roprène.

C’est une colle contact mono compo-

sant thixotrope, prête à l’emploi, à base

de polychloroprène.

Les caractéristiques de cette colle sont

les suivantes :

• Densité : 0.82 g/cm3

• Viscosité : 600 mPa.s

• Durée pratique d’utilisation :

environ 10 à 15 minutes à 20°C

• Températures de mise en œuvre :

+ 10 °C à + 30 °C

• Consomation moyenne : de 15 à 20 g

par mètre de joint de 20 mm de

largeur.

La colle se présente sous forme d’un

gel thixotropique jaune transparent.

Elle peut être mise en œuvre au

pinceau ou par projection au pistolet

“airless”.

Les caractéristiques physico-mécaniques dujoint sont les suivantes

Les caractéristiques physico-méca-

niques ont été déterminées à l’aide des

essais figurant dans le futur référentiel

technique de l’Avis Technique CETU,

dont la parution est prévue courant

2 eme semestre 2011.

• Dureté Shore A - ISO 7619 : 50

• Densité - ISO 37 : 1,20 g/cm3

• Résistance à la rupture - ASTM

D412 : 1,5 MPa

• Allongement à la rupture - ASTM

D412 : 220 %

• Capacité d’expansion : minimum

3 fois le volume initial du joint

• Taux de matière extractible - T.O.S

n°151 : 0,187 %

2 - Essais laboratoire)-et chantier test-

Conformément à la procédure établie

pour la délivrance d’avis d’experts, les

essais et tests suivants ont été réalisés :

a) Essais et tests des recommanda-

tions de l’AFTES relatives à « l’étan-

chéité des tunnels en voussoirs par

joints hydrogonflants – Procédures

d’évaluation et de contrôle qualité des

joints » - TOS n° 151 de 1998.

b) Réalisation d’un chantier test réalisé

sur les installations de CHANTIERS

MODERNES du Prolongement de la

Ligne B du Métro de LYON. Cet essai

de mise en œuvre a été fait en pré-

sence de représentants de la commis-

sion le 21 janvier 2011.

It is glued in a chase provided for this

purpose on the four faces of the seg-

ment using a polychloroprene based

SWELLSEAL Adhesive P glue.

This is a polychloroprene based

ready-to-use thixotropic mono-com-

ponent contact glue.

The properties of this glue are as

follows:

• Density: 0.82 g/cm3

• Viscosity: 600 mPa.s

• Practical application period:

approximately 10 to 15 minutes at

20°C

• Application temperature:

+ 10°C to + 30°C

• Average consumption: 15 to 20g

per meter of 20 mm-wide joint.

The glue is presented in the form of

a transparent thixotropic yellow gel.

It can be applied by brush or sprayed

using an airless pistol.

The physico-mechanicalproperties of the joint are as follows

The physico-mechanical properties

have been established using the tests

that will be included in the future

technical reference of the CETU tech-

nical assessment which will be publi-

shed in the second half of 2011.

• Shore A hardness - ISO 7619: 50

• Density - ISO 37: 1.20 g/cm3

• Ultimate strength - ASTM D412:

1.5 MPa

• Ultimate elongation - ASTM D412:

220 %

• Expansion capacity: at least three

times the initial joint volume

• Concentration of extractable mat-

ter - T.O.S no.151: 0.187 %

2 - Laboratory tests-and operational test-

In compliance with the procedure

established for the issuing of an

expert assessment, the following

tests were carried out:

a) Testing of AFTES recommenda-

tions concerning “the waterproofing

of segment tunnels using hydrophilic

swelling joints – Evaluation proce-

dures and quality control of joints” –

TOS no. 151 in 1998.

b) Carrying out of an operational test

on CHANTIERS MODERNES installa-

tions forming part of the extension to

line B of the Lyon metro. This instal-

lation test was carried out in the pre-

sence of commission representatives

on 21 January 2011.


Ph. 1 - « bracelet » SWELLSEAL 3 V /

SWELLSEAL 3 V “bracelet”.

Ph. 3 - Aspect de la colleSWELLSEAL Adhesive / Appearance of the SWELLSEALAdhesive glue.

Ph. 4 - Application de la colleau pistolet /

Pistol application of the glue.

Ph. 2 - Détail angle d’un “bracelet” SWELLSEAL 3 V /Angle detail of a SWELLSEAL 3 V “bracelet”.

© E

GIS

Rail

© E

GIS

Rail



2.1 - Essais complémentairesréalisés en laboratoire

Les essais complémentaires, deman-

dés par la commission “Avis d’Experts

AFTES” du GT n°9, concernaient

essentiellement le comportement du

joint après vieillissement accéléré pen-

dant 110 jours à 75°C.

La procédure de cet essai figure dans

le T.O.S n°151 de 1998.

Les échantillons de joint ont été préa-

lablement conditionnés par 10 cycles

de :

• 3 jours de gonflement dans l’eau de

ville à température ambiante.

• 4 jours de séchage à l’air libre à tem-

pérature ambiante.

Les échantillons ont ensuite été mis en

enceinte climatique durant 110 jours

à 75°C.

Après cette durée de vieillissement et

conformément aux recommandations

de l’AFTES (T.O.S n°151) les caracté-

ristiques suivantes du joint après vieil-

lissement ont été vérifiées :

• Force de réaction moyenne après 10

jours (eau pH 7) : 835 N

• Force de réaction moyenne après 10

jours (eau pH 12) : 298 N

• Test d’étanchéité : mesure de la

pression maximale de fuite : pour les

2 essais réalisés de 9 à 9,5 bars.

2.2 - Réalisation du chantier test

Ce chantier test a été réalisé avec la

collaboration de Chantiers Modernes

Rhône-Alpes, mandataire du Groupe-

ment de réalisation du prolongement

de la Ligne B du métro de Lyon à Oul-

lins.

Il s’est déroulé le 21 janvier 2011 sur

l’aire de stockage des voussoirs du

prolongement de la ligne B du Métro

de Lyon. A noter que la Société DE

NEEF France avait préalablement testé,

à 2 reprises sur les installations de

STRADAL à BEAUCAIRE, un joint

SWEALSEAL 3 V en rouleau de 15 m

de longueur. Le collage des angles

posant problème elle a proposé à

l’AFTES la réalisation d’un test officiel

avec le joint SWEALSEAL 3 V sous

forme de « bracelet ».

L’essai de pose a été réalisé à partir

de 15H15 par un démonstrateur de la

société DE NEEF CONCHEM.

Le joint SWEALSEAL 3 V se présente

sous forme d’un « bracelet » préfabriqué

en usine. La longueur de joint hydroex-

pansif testée était celle d’un voussoir

standard de 9.40 m de périmètre.

La procédure de mise en œuvre a été

la suivante :

• Mise en place du « bracelet » autour

2.1 - Additional laboratorytests

The additional tests requested by the

Work Group no. 9 “AFTES expert

assessment” commission essentially

concerned the behaviour of the joint

following accelerated ageing over

110 days at 75°C.

The test procedure is given in T.O.S

no.151 issued in 1998.

The joint samples were first conditio-

ned by 10 cycles of:

• 3 days of swelling in town supply

water at an ambient temperature.

• 4 days of drying in the open air at

an ambient temperature.

The samples were then placed in a

climatic condition reproducer for 110

days at 75°C.

Following this ageing period and in

compliance with AFTES recommen-

dations (T.O.S no.151) the following

properties of the joint following

ageing were verified:


days (water pH 7) : 835 N


days (water pH 12) : 298 N

• Waterproofing test: measurement

of the maximum leak pressure: for

the two tests carried out at 9 to 9.5

bars.

2.2 - Operational test

The operational test was carried out

with assistance from Chantiers

Modernes Rhône-Alpes, lead

contractor of the Group carrying out

the extension to line B of the Lyon

metro in Oullins.

It took place on 21 January 2011 in

the area used to store segments to

be used for the extension to line B of

the Lyon metro. It should be noted

that DE NEEF France had previously

twice tested a SWEALSEAL 3 V joint

in 15 m long rolls on STRADAL ins-

tallations in Beaucaire. As the gluing

of the corners had caused a pro-

blem, it suggested to AFTES that an

official test using the SWEALSEAL 3

V joint in “bracelet” form be carried

out.

The installation test was carried out

as from 15h15 by a DE NEEF

CONCHEM demonstrator.

The SWEALSEAL 3 V joint took the

form of a factory prefabricated “bra-

celet”. The length of the tested

hydroexpansive joint was that of a

standard segment with a 9.40 m

perimeter.

The installation procedure was as

follows:

• Laying out of the “bracelet” to


Ph. 5 - Mise lace du « bracelet » / Positioning of the “bracelet”.

Ph. 7 - Encollage des angles /Gluing of the angles.

Ph. 8 - Mise en place du jointen longueur courante /Positioning of the joint over astandard length.

Ph. 6 - Application de la colledans l’engravure /

Application of the glue in the chase.

© E

GIS

Rail

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GIS

Rail


229

M


du voussoir pour libérer les tensions

internes dues au pliage du caout-

chouc,

• Application de la colle SWELLSEAL

Adhesive dans l’engravure à l’aide

d’un pistolet à air comprimé, avec

finition au pinceau,

• Application de la colle SWELLSEAL

Adhesive à l’arrière des 4 angles du

« bracelet »,

• Installation du joint « bracelet » en

commençant par le positionnement

des 4 angles,


gueur avec uniquement une pression

manuelle.

La mise en œuvre du joint « bracelet »

d’une longueur périmétrique de 9.40 m,

a duré 12 à 14 minutes. Après 10 et

30 mm de collage il n’a pas été

constaté notamment de décollement

du joint au niveau des angles du vous-

soir. Le chantier test a été jugé positif.

release internal tension resulting

from folds in the rubber.

• Application of the SWELLSEAL

Adhesive glue in the chase using a

compressed air pistol, with brus-

hed finish,

• Application of the SWELLSEAL

Adhesive glue to the rear of the four

“bracelet” corners.

• Installation of the “bracelet” joint,


the four corners.

• Repositioning of the joint over its

length through the sole use of

manual pressure.

The installation of the “bracelet” joint,

with a perimeter length of 9.40 m,

took 12 to 14 minutes. After 10 and

30 minutes of gluing, no joint peeling

was noted around the segment

corners. The operational test was

judged to be positive.


3 - AFTES Work Group no. 9-assessment-

During its meeting held 3 March 2011, Work Group no. 9 gave the following

assessment:

Work Group no. 9 of the Association Française des Tunnels et de l’Espace Sou-

terrain (AFTES) gives a positive assessment concerning the use of the SWEAL-

SEAL 3 V – type S hydroexpansive joint, exclusively in “bracelet” form for

waterproofing the concrete segments used for mechanically bored tunnels.

This AFTES expert assessment covers the following uses:

• Waterproofing by a single barrier, with the sole use of the SWEALSEAL 3 V

joint on the four faces of the segment,

• Waterproofing by double barrier, with the use of the SWEALSEAL 3 V joint

on the four faces of the segment associated with an EPDM type compres-

sible waterproofing joint.

This AFTES expert assessment covers the following underground works:

• Mechanically bored tunnels, with concrete segments, for road and rail

transport

• Mechanically bored tunnels, with concrete segments, for hydraulic

transport.

The storage and use of the SWEALSEAL 3 V hydroexpansive joint shall comply

with DE NEEF CONCHEM installation recommendations. t

3 - Avis du GT n°9 de l’AFTES-

Lors de sa réunion du 3 mars 2011, le Groupe de Travail n°9 a donné l’avis

suivant :

Le Groupe de Travail n°9 de l’association Française des Tunnels et de l’Espace

Souterrain (AFTES) émet un avis favorable à l’utilisation du joint hydroexpansif

SWEALSEAL 3 V – type S, uniquement sous forme de « bracelet » pour l’étanchéité

des voussoirs béton mis en œuvre dans le cas de tunnels forés mécaniquement.

Cet Avis d’Experts AFTES couvre les utilisations suivantes :

• Etanchéité par simple barrière, avec la mise en œuvre du joint SWEALSEAL 3 V

seul sur les 4 faces du voussoir,

• Etanchéité par double barrière, avec la mise en œuvre du joint SWEALSEAL 3 V

associé, sur les 4 faces du voussoir à un joint d’étanchéité compressible, du

type EPDM.

Cet Avis d’Experts AFTES couvre les ouvrages souterrains suivants :

• Tunnels forés mécaniquement, avec voussoirs béton, de transport routier et

ferroviaire.

• Tunnels forés mécaniquement, avec voussoirs béton, de transport hydraulique.

Le stockage et la mise en œuvre du joint hydroexpansif SWEALSEAL 3 V,

devra être réalisé conformément au cahier de pose de la Société DE NEEF

CONCHEM. t


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